CN103206962A

CN103206962A - 基于接近式传感的电子计步器

Info

Publication number: CN103206962A
Application number: CN2013100838283A
Authority: CN
Inventors: 梅健; 杜喆; 陈旭; 曾凯悦; 苏豪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-07-17

Abstract

本发明是基于接近式传感的电子计步器，涉及一种计量用户行走步数的电子计步装置，尤其是一种基于接近式传感器的电子计步装置。该计步器主要是为了提高人们进行行走锻炼的积极性，提高人们的身体健康水平。该计步器的技术方案是：在人们行走时双手的摆动或者双腿的交叉会相对胸部或者另一只腿产生距离变化。当用户把接近传感器放置于手腕或者小腿处时，行走导致的手或者腿之间的距离变化将会触发计步器进行计数，并将相关数据存储显示；还可以将数据传输给终端进行进一步处理，在用户允许时，联网分享健身数据，以得到更好的健身建议及鼓励以提高用户健身的积极性。

Description

基于接近式传感的电子计步器

所属技术领域

本发明涉及一种计量用户行走步数的电子计步装置，尤其是一种基于接近式传感器的电子计步装置。

背景技术

在快节奏的现代社会生活中，由于不良的饮食生活习惯及巨大的工作压力，越来越多的人处于亚健康状态。然而人们在繁忙的工作中很难抽出时间去进行体育锻炼，从而肥胖症、抑郁症甚至过劳死频繁见诸媒体。而步行或者慢跑这种老少皆宣的有氧运动常常因为很难看到效果而不能坚持。因此一种激励人们进行步行或者慢跑的方法是十分必要的。

计步器作为一种计量人们运动时所走过步数的设备，经过数据处理后，能够得出人们在步行或者跑步时的行程。结合相关数据，计步器还可以得到人们在步行中所消耗的热量，使人们得知步行或者跑步对锻炼身体的效果，从而促进人们进行步行或者慢跑这种有氧锻炼。

现在的计步器多数是以加速度传感器作为计量关键部件研制的，然而这种计步器会受到人们的行走习惯限制，如果用户在行走时佩戴计步器之处的加速度变化很小、三维方向上的加速度计那么就会导致计步器的不敏感，计步不准确……另外，由于体积受限，传统计步器不能为用户提供一个友好的可视化界面，而只能纯粹记步和记卡路里，不能根据用户的统计数据提供一个锻炼方案，因而不能很好地激励用户进行行走锻炼。

发明内容

为了促进人们进行步行或者慢跑这种健康而方便的体育锻炼，本发明提出的计步器以接近传感器为基础，利用用户行走过程中双腿的相对距离变化或者手腕相对于腰部的距离变化这种直观的方式来得到用户行走步数信息，环境干扰因素较少。同时可以根据相关统计数据利用终端软件计算出步行距离、消耗能量、健康指数等等。相较于传统的电子计步器，解决了计步不准确、用户界面简陋及激励不充分的问题。

本发明提供了一种基于接近传感的电子计步器。它可以记录用户在行走时的步数，为了实现本发明目的所采用的技术方案是：一种基于接近传感的计步器，其特征在于：在人们行走时双手的摆动或者双腿的交叉会相对胸部或者另一只腿会产生距离变化。当用户把接近传感器放置于手腕或者小腿处时，行走导致的手或者腿之间的距离变化将会触发计步器进行计数，并将相关数据存储。在无线连接建立时，计步器将会将会将数据发送至终端进行处理，这里会将一些不符合行走特征的无关噪声信号尽可能剔除，找到有效的行走的步数信息。结合相关统计数据进行行走步数、行走距离以及相关健康参数的计算反馈给用户。在联网的情况及用户的许可时，终端可以将相关数据发送到数据中心进行统计排名并发送到相关社交网络供亲友了解。

本发明的有益效果是，以廉价的接近传感器为基础直观地测量用户在行走过程中躯体之间距离变化来得到行走步数信息，相关数据处理及网络分享应用方法更能促进人们进行行走锻炼。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1是表示计步器构成以及相关应用平台的系统构架图；

图2是表示用户在行走过程中双腿相对距离变化或手腕相对腰部的距离变化被传感器采

集的传感器信号采集示意图；

图3是计步器内部电路结构图(正面)；

图4是计步器内部电路结构图(反面)；

图5是表示计步器显示计步结果的一种显示装置示意图；

图6是计步器实际测试步行时的数据图；

图7是计步器实际测试小跑时的数据图；

图8是计步器实际测试步数与实际步数的对比图；

图9是计步器在用户做竖直方向抖腿时产生的数据。

图中1-接近传感器、2-电池及电源管理、3-显示设备、4-按键及接口、5-信号处理、控制及存储、6-无线传输设备、7-固定装置、8-处理终端、9-统计分析建议及网络分享、10-计步器装置。

具体实施方案

根据本发明，提供一种电子计步器，其具有：用于探测用户的行走以输出与行走相对应的行走信号的接近式传感器；用于根据行走信号对用户步数进行计算的终端装置；用于将计步器固定在用户的腕部或者腿部的固定装置；用于传送计步器数据的无线传输装置；进一步分析计步器数据及相关网络应用的终端设备。

根据用户使用效果，该计步器可以固定在腰部、腕部或者腿部。

一般情况下，人在走路时，双腿会交叉行进，同时双手会在腰部附近进行与双腿行走相应的摆动以协调身体的摆动。双手摆动这种现象尤其适用于跑步。所以本计步器的固定方式由用户根据实际使用效果、佩戴方便以及舒适度具体选择。

在图1和图2中接近传感器1通过测量在行走中用户双腿或者手腕与腰部距离变化来探测用户的行走步数信号。一般情况下，用户在行走过程中双腿交叉前进，这样双腿之间就会有一个最近和最远的距离；正常行进特别是跑步的人们(手是自由的)通常会摆动双手以平衡身体的运动，那么用户的双手相对于腰部就产生了最近和最远的距离变化。而接近传感器则可以探测这种距离变化。

本实例中的接近传感器可以采用ISL29028，其主要通过测量自身发射的红外线被量物体的反射量来感应距离，其内部集成电路具有50/60赫兹闪烁噪声抑制和室温红外噪声抵消(包括阳光)功能，有效降低环境中的干扰。

在图1中的信号处理及控制电路就可以将接近传感器传来的行走信号经过去噪以及相应的阈值设置来计算用户行走的步数并将之存储显示。去噪主要是依据人们行走特征来消除那些因为其他动作或周围环境变化而造成的错误计量。例如周围行人接近及离去造成的非周期性的非走干扰信号。设定阈值主要是依据用户行走习惯制定，例如用户行走步伐大小以及双手摆动幅度等。图6～9展示了计步器具体运行时的相关数据。如果用户进行正常的行走，那么双腿的距离变化是比较大的，而在其他动作，例如抖腿时，距离变化并不是很大，所以可以通过设定阈值的方式探测真正的行走步数。当然也可以将原始数据上传至终端，由终端进行算法计量，生成更为精确的结果。

在本实例中，获取的信号在存储空间允许的情况下可以不经过处理器的处理而直接储存，等待转发给移动终端设备进行更为专业的分析处理。

在图3中本实例中计步器采用三个按键实现该部件的人机交互功能，其具体功能为1.开始/待机模式切换；2.手机连接确认(实际考虑下相关的功能)；3.保存(保存之前的记录，进入下一个记录)。

本实施例中计步器采用电池供电，可以采用锂电池等体积较小的电源。电源管理系统从上述电源获取能源提供给计步器各工作部件并预留充电接口管理内部电源的充电。智能工作模式下，电源管理系统接受控制器的待机信号从而关断主要能耗模块，延长电池工作时间。

在图1和图5中，本实施例中计步器可以包括一个小型的显示装置3将结果直接显示。显示装置可以显示目前计步器工作状态。

在图1和图3～4中，本实施例中计步器也可不使用显示装置而是通过无线传输装置将相应的数据发送到终端进行处理。无线传输装置可以使用蓝牙、NFC、Wifi等传输方式。

在图1中，本实施例中的处理终端可以是手机、PDA、平板电脑或PC等能够接受上述无线传输装置发送的信号并安装与计步器相配套软件的设备。在终端设备上，可以实现用户信息的录入以便查看健身信息和制定更合适的健身计划。终端设备可以设置计步器的工作状态，读取计步原始数据以及处理之后的数据，之后对数据进行进一步地消除干扰。终端设备可以对计步数据进行进一步分析，结合用户的身高、体重等信息换算用户行走距离、消耗能量，生成相应的曲线图表形象地展示给用户。终端设备还可以参考日常用户饮食情况，将能量消耗换算成食物数量让健身数据更为通俗易懂。终端设备可以将用户的健身信息按时间保存，形成健身历史等信息。终端设备还可以与网络连接在社交等网站上分享健身信息给亲友以提高健身热情。在用户的允许下，健身数据可以通过网络发送给相关机构，获得健身建议以及健身排名。

用户可以自行校准计步器数据。用户可以行走一段距离，自行记下行走步数，并通过终端设备输入，经终端设备上健身软件分析，调整接近传感器阈值以及干扰消除方法的参数以校准计步器。

用户可以自行校准计步器软件计算的行程距离。用户可以在已知距离的道路上行走一段特定的距离，完成后输入该距离数值，由软件自行校准用户步数与行走距离之间的关系，以提高计步器软件准确度。

Claims

1.一种基于接近式传感的电子计步器，其具有计步传感器、控制芯片、显示装置、佩戴装置以及数据传输装置，其中：

-该计步传感器是距离敏感的，能够采集两个物体距离变化信息；

-该数据传输装置可以实现终端与本计步器的数据交换。

2.权利要求1所述的计步器，其特征在于：计步传感器使用具有距离检测功能的芯片。

3.权利要求1所述的计步器，其特征在于：用户可以根据需要选择佩戴与手腕、腰间或者腿上。

4.权利要求1所述的计步器，其特征在于：显示装置可以显示用户行走步数的信息。

5.权利要求1所述的计步器，其特征在于：数据传输可以使用蓝牙、NFC、wifi等装置。

6.权利要求1所述的计步器，其特征在于：步数是根据用户行走时肢体相对距离变化的阈值判断；终端也可以根据计步器传输的具体数据根据相应校正算法进行判断，得到更为精确的健身数据。

7.权利要求1所述的计步器，其特征在于：其采集的数据可通过数据传输的方式提供给终端进行更为详细地分析，以提出锻炼建议，在用户允许的情况下，可以分享数据于网络，进行数据对比、亲友访问鼓励，进一步提高用户行走锻炼的参与积极性。

8.权利要求1所述的计步器，其特征在于：当计步器长时间检测到没有行走信号时，会进入省电待机模式。

9.权利要求1所述的计步器，其特征在于：计步器上的锂电池在电量不足时可以通过USB接口来给电池充电，电池充满时会有指示灯指示。